Biodiversité, carbone, azote, par Konrad Schreiber
Rendez-vous à Elne (66) pour le festival des Rencontres de l'Agroécologie du bassin méditerranéen, organisé par Arbre et paysage 66.
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Vous retrouverez dans cette vidéo une explication des racines et des microbes dans la gestion de l'eau, par Marc-André Sélosse, intervenant lors du festival !
La porosité du sol, « facteur oublié »
Konrad Schreiber explique que, lorsqu’on parle de développement agricole, de sols et de biologie, on oublie souvent un élément fondamental : la porosité du sol. Or, la biologie évolue dans une « maison » que l’on comprend mal. Cette maison, c’est le sol, et plus précisément son organisation interne faite de pleins et de vides.
Selon lui, cette porosité est fondamentale pour la productivité agricole et pour comprendre les débats actuels sur les sols.
Définition de la porosité et de la densité
La porosité correspond au vide dans le sol, c’est-à-dire aux espaces disponibles dans cette « maison ». Ces vides sont en quelque sorte les pièces dans lesquelles circulent l’air, l’eau et vivent les organismes.
Elle est liée à une autre notion mesurable : la densité apparente du sol, c’est-à-dire la masse d’un volume donné de terre. En France métropolitaine, cette densité varie généralement de 1,2 à 1,7, avec de fortes variations selon les types de sols. Certains sols très légers, construits sur des matériaux très particuliers, peuvent même avoir une densité inférieure à 1.
Konrad Schreiber rappelle qu’à partir d’une densité apparente de 1,5, on entre dans une zone de danger : c’est le seuil à partir duquel la compaction devient problématique pour l’agriculture.
La porosité peut être estimée à partir de cette densité apparente, en la comparant à la densité moyenne de la roche, fixée à 2,65. Un sol idéal présente environ 50 % de porosité. Autrement dit, dans un volume de sol, la moitié est constituée de vide.
Le sol comme matrice vivante
Pour faire comprendre cette idée, Konrad Schreiber compare le sol à une mie de pain. En apparence, cela paraît solide, mais en réalité une grande partie du volume est vide. Ce vide a une importance cruciale pour l’agriculture.
Quand ce vide disparaît, on entre dans des phénomènes de compaction. Pour lui, une très grande partie des problèmes agricoles — il évoque jusqu’à 80 % — est liée à cette destruction de la porosité.
À l’inverse, quand la « maison » est en bon état, elle héberge une biodiversité immense. Le sol est présenté comme le premier site de biodiversité du monde : tout commence là. Dans un simple centimètre cube de sol, il peut exister une biodiversité colossale, rendue possible précisément par cette structure poreuse.
Une maison pour la biodiversité
Le sol n’est pas une masse uniforme. C’est une structure organisée, avec des macro- et des microporosités, où circulent l’eau et l’air. Les êtres vivants, en particulier les vers de terre, jouent un rôle d’ingénieurs du sol : ils construisent, entretiennent et complexifient cette porosité.
Une maison en bon état infiltre l’eau, laisse circuler l’air et permet le développement de la vie. Cette représentation aide à comprendre les problèmes causés par le travail du sol.
Le travail du sol comme destruction de la structure
Pour expliquer les effets du travail mécanique du sol, Konrad Schreiber prend une image volontairement simple : si l’on passe un chat dans un broyeur, il n’y a plus de chat. Il applique cette logique au sol : la biologie est un monde structuré, fait de formes organisées. Une vache, une huître, un nid d’oiseau sont des structures biologiques ; si on les broie, elles ne fonctionnent plus.
Le sol fonctionne de la même manière. C’est une entité construite par la biologie, une structure carbonée organisée. Si l’on broie les maisons, on broie aussi les habitants qu’elles contiennent.
Selon lui, le plus gros problème de l’agriculture mondiale est ce broyage permanent des maisons du sol, parfois répété plusieurs fois par an, alors même qu’on continue à vouloir de la productivité.
Spirale de dégradation et question du labour
Konrad Schreiber relie cette destruction de la structure du sol à une spirale de dégradation de l’environnement : dès que les maisons sont détruites, de la pollution apparaît, et à terme on finit par aller vers le désert.
Il rappelle que le labour est profondément ancré dans la culture agricole. Il évoque Henri de Richecour IV et sa formule : « Labourage et pâturage sont les deux mamelles de la France ». Mais il souligne que la situation a changé : ce n’est plus le simple labour d’autrefois, c’est devenu un « turbo-mixeur » qui détruit la structure du sol.
Cela conduit à reposer une question historique importante : les déserts du Croissant fertile ne sont-ils pas, au moins en partie, le résultat du travail du sol ? Pour lui, cette question est difficile car elle remet en cause une culture millénaire, mais elle doit être posée.
Les agrégats et la stabilisation du carbone
Dans la porosité du sol, les vides existent à toutes les échelles : depuis les gros trous creusés par les racines ou les vers de terre, jusqu’à la microporosité extrêmement fine.
À l’intérieur de cette structure se trouvent des agrégats stables. Dans les plus petits vides, on trouve du carbone et de la matière organique stable. C’est un lieu important de séquestration du carbone.
Mais Konrad Schreiber insiste sur un point : pour stabiliser durablement ce carbone, il ne suffit pas qu’il soit présent dans l’agrégat. Il faut aussi un enrobage plus frais, plus récent, constitué de matière organique active qui joue le rôle de colle. Sans cet enrobage frais, la matière organique stable seule ne suffit pas.
Autrement dit, la stabilité du sol vient d’une articulation entre matière organique ancienne et matière organique fraîche, animée par l’activité biologique.
Le rôle central des racines et des mycorhizes
Cette construction du sol est faite par les racines et les organismes vivants. Konrad Schreiber cite en particulier les racines mycorhizées, capables de produire des substances comme la glomaline. D’après les références qu’il évoque, cette glomaline représenterait une part très importante du carbone stocké dans le sol, de l’ordre de 30 %.
Quand un sol est en bon état, si l’on arrache une plante, la terre reste collée aux racines. Cela signifie que les mycorhizes fonctionnent et réinjectent leurs colles biologiques dans le sol, stabilisant les agrégats. À l’inverse, si les racines sortent nues, cela peut signaler un dysfonctionnement lié à un excès de travail du sol, d’engrais ou d’autres perturbations.
Le bon état d’un sol repose donc sur une structure minérale issue de la roche mère — sable, gravier, argile, limons — liée par de la matière organique. L’idéal scientifique évoqué est autour de 5 % de matière organique, alors que beaucoup de sols agricoles sont plutôt proches de 1 à 1,5 %, sauf dans certains systèmes d’élevage.
L’atmosphère du sol : un monde différent de l’atmosphère aérienne
Une partie essentielle de la porosité est remplie d’air. Konrad Schreiber souligne qu’il existe une véritable atmosphère dans le sol, différente de celle que nous respirons.
L’azote y est présent à des proportions proches de l’air libre, et l’oxygène est relativement comparable. En revanche, la différence majeure concerne le gaz carbonique. Dans le sol, la concentration en CO2 peut atteindre de 0,2 % à 3,5 %, et jusqu’à 10 % au voisinage immédiat des racines, alors que l’atmosphère extérieure est à environ 0,04 % aujourd’hui.
Cela signifie qu’il y a dans le sol entre 5 et 250 fois plus de CO2 que dans l’air.
L’hypothèse d’une « deuxième photosynthèse »
À partir de cette observation, Konrad Schreiber pose une question : les racines ne puisent-elles pas aussi du CO2 dans le sol pour améliorer la croissance des plantes ?
Il explique avoir retrouvé, avec l’association Ver de Terre Production, plusieurs centaines de publications anciennes allant dans ce sens, mais souvent difficiles d’accès car non numérisées. Selon lui, plus il y a d’activité biologique, plus il y a de respiration dans le sol, donc de CO2 disponible dans la porosité, et plus les racines peuvent récupérer ce carbone, ce qui favorise la croissance.
Il parle presque de « deux photosynthèses » :
- celle qui capte le CO2 atmosphérique par les feuilles ;
- celle qui mobiliserait le CO2 du sol via les racines.
Dans cette logique, un sol nu, pauvre en humus, pauvre en porosité et pauvre en activité biologique ne peut pas être performant.
Travail du sol et perte de carbone
Un sol travaillé perd du CO2, alors qu’un sol non travaillé, couvert et nourri le conserve davantage. Konrad Schreiber remet ainsi en cause certains modèles de stockage du carbone qui considèrent que le travail du sol ne change pas fondamentalement les résultats.
Pour lui, les connaissances scientifiques montrent au contraire qu’il existe une différence majeure : dès que le sol est travaillé, des problèmes apparaissent, quels que soient les moyens utilisés.
La porosité comme réserve d’eau
L’autre moitié du vide du sol est occupée par l’eau. Cette eau constitue la réserve utile du sol, c’est-à-dire l’eau disponible pour l’alimentation des plantes.
Une partie est facilement utilisable, car mobile. Une autre est plus difficile à mobiliser, car davantage liée au sol. Là encore, les mycorhizes jouent un rôle essentiel : beaucoup plus fines que les radicelles, elles peuvent aller chercher l’eau dans des pores extrêmement petits, de l’ordre du micron.
C’est ce qui explique, selon Konrad Schreiber, les performances remarquables des systèmes fortement mycorhizés, comme les arbres, la vigne ou certaines légumineuses.
Continuité de la porosité et infiltration de l’eau
Un sol travaillé présente souvent une porosité stratifiée par couches d’outils : labour, fissuration, herse rotative, etc. Chaque intervention crée une nouvelle couche, ce qui produit une porosité discontinue.
À l’inverse, la biologie construit de la verticalité. Les pores se connectent, l’eau et l’air peuvent s’infiltrer plus rapidement, et le système devient de plus en plus complexe au fil des années.
Cette continuité de la porosité est un enjeu essentiel. Mais elle oblige aussi à gérer la surface du sol autrement. Si l’on retire la couverture végétale, le soleil chauffe le sol et provoque une évaporation rapide. Historiquement, l’agriculture gérait cela soit par un travail superficiel destiné à casser la capillarité, soit en laissant une couverture de paille. Pour Konrad Schreiber, la couverture permanente est une réponse centrale.
Les vers de terre et le stockage de l’eau
Un trou de ver de terre est présenté comme un système d’infiltration très performant, comparable à un tuyau percé de microtrous, bouché au fond. L’eau s’y infiltre rapidement, puis humidifie progressivement les parois et alimente la microporosité d’origine biologique.
Ainsi, l’eau n’est pas simplement conduite vers le bas : elle est stockée dans l’ensemble du réseau poreux du sol.
Konrad Schreiber insiste alors sur un point : une fois que cette eau est entrée dans le sol, il faut éviter de la perdre. Toute la gestion de la couverture végétale et de la litière vise à conserver cette eau dans le système.
Matière organique et réserve utile
Il existe, selon lui, une relation positive démontrée entre l’augmentation du taux de matière organique et la réserve utile du sol, y compris dans les sols sableux. Un sable structuré biologiquement peut doubler sa réserve utile en doublant son taux de matière organique.
Dès lors, il renverse la manière habituelle de poser le problème de l’eau : l’eau n’est pas seulement dans les retenues ou dans l’irrigation, elle est dans le sol et dans les plantes. Si le sol est en bon état et si les plantes sont bien conduites sans destruction de la maison biologique, l’eau est là.
Il va jusqu’à formuler un pari agronomique : en passant de 2 % à 5 % de matière organique, il devient envisageable de se passer d’irrigation tout en maintenant, voire en augmentant, la production.
La prairie comme modèle agronomique
Pour Konrad Schreiber, le seul modèle agricole productif sans pesticides est la prairie. Il en fait une description détaillée pour en dégager les principes :
- elle est toujours couverte ;
- elle n’est jamais travaillée ;
- il y a toujours des racines actives ;
- la lumière ne touche jamais directement le sol ;
- elle est riche en carbone ;
- elle associe plusieurs familles de plantes, notamment graminées et légumineuses ;
- elle abrite une très forte biodiversité ;
- elle stocke beaucoup de carbone, y compris dans la faune du sol.
Il souligne notamment l’importance des légumineuses comme moteurs de l’azote, en particulier lorsqu’elles renouvellent leurs feuilles à la floraison.
Dans une prairie bien gérée, une part très importante de la productivité totale reste dans le sol, notamment via les racines. La porosité y fonctionne bien, avec environ 50 % de vide dans une motte de terre, ce qui alimente la minéralisation organo-biologique du système.
Le carbone dans la biodiversité
Le stockage du carbone agricole ne doit pas être pensé uniquement comme un stockage fossile ou très long terme. Pour Konrad Schreiber, il doit d’abord augmenter dans la biodiversité vivante que l’on gère : vers de terre, champignons, racines, biomasse végétale et animale.
Il évoque des biomasses très importantes de vers de terre, allant jusqu’à plusieurs tonnes par hectare. Cette biomasse est elle-même du carbone stocké dans le vivant.
Gestion de l’herbe et développement racinaire
La fin de l’intervention aborde la gestion de l’herbe, notamment à partir de travaux et de photographies néo-zélandaises.
L’idée principale est simple : si l’on coupe l’herbe en permanence, comme une pelouse tondue trop souvent, on empêche les plantes de développer leurs racines. Le système racinaire reste faible, ce qui limite la porosité, la biologie et la réserve utile.
Il décrit plusieurs situations :
- une herbe coupée tout le temps : très peu de racines ;
- une herbe exploitée un peu moins fréquemment : un léger progrès ;
- une herbe laissée pousser davantage, puis coupée : développement racinaire beaucoup plus important.
Le message est clair : pour construire la porosité du sol, il faut laisser pousser les plantes, leur donner de la hauteur, du volume et de la verticalité.
Il relie cela à des résultats observés en canne à sucre : avec ce type de conduite, il mentionne une baisse de 30 % de l’irrigation et un doublement des rendements.
Température du sol, litière et ombrage
Dernier point abordé : la température. Le soleil peut tuer, stériliser, dessécher et finalement compacter le sol. Pour éviter cela, il faut une litière végétale ou de l’ombre.
Konrad Schreiber donne un exemple de températures comparées :
- 36 °C sur un sol nu ;
- 26 °C avec de la paille ;
- 21 °C avec de la paille et des arbres.
La litière végétale agit donc comme le toit de la maison du sol. Elle protège la porosité, limite l’évaporation, préserve la biologie et participe à la stabilité de l’ensemble.
Conclusion
La porosité du sol est présentée comme une clé majeure de l’agronomie. Elle conditionne à la fois :
- la biodiversité ;
- la circulation de l’air ;
- la présence de CO2 dans le sol ;
- l’infiltration et le stockage de l’eau ;
- la stabilité structurale ;
- la séquestration du carbone ;
- la productivité agricole.
Pour Konrad Schreiber, on ne peut pas fabriquer un sol en bon état avec des outils. Seule la biologie — racines, vers de terre, champignons, matière organique fraîche et stable — construit durablement cette maison. Comprendre et protéger la porosité devient donc une condition essentielle pour produire, stocker du carbone, gérer l’eau et sortir des logiques de dégradation.
